Երաժշտական սինթեզատոր `հիմնված DE0-Nano-SoC- ի վրա. 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Երաժշտության սինթեզատոր

Այս երաժշտական սինթեզատորը բավականին պարզ է. Պարզապես պետք է փչել, երգել կամ նույնիսկ երաժշտություն նվագել խոսափողի առջև, և ձայնը մոդուլացվելու և ուղարկվելու է բարձրախոսի միջոցով: Դրա սպեկտրը կհայտնվի նաև LCD էկրանին: Երաժշտական սինթեզատորը գոյություն ունի երկու տարբերակով. Դուք կարող եք ընտրել այն ներդնել PCB- ով, կամ եթե չեք կարող, դա անելու է մի պարզ Breadboard:

Քայլ 1. Անհրաժեշտ նյութեր և առաջարկություններ

Այս համակարգը ներդնելու համար ձեզ հարկավոր է հետևյալը.

• DE0-Nano-SoC տախտակ
• a LT24 LCD էկրան Terasic- ից
• էլեկտրական խոսափող
• հիմնական երկալար (գետնին և մատակարարմանը) բարձրախոս
• Ethernet մետաղալար
• PCB կամ տախտակ
• եռակցման երկաթ և PCB փորագրիչ, եթե որոշեք սինթեզատորը ներդնել PCB- ի վրա
• մարտկոց և դրա USB միակցիչ (ըստ ցանկության)
• էներգիայի ուժեղացուցիչ LM386
• a MCP4821 թվային/անալոգային փոխարկիչ
• a LT1054 անջատիչ-կոնդենսատորի լարման փոխարկիչ
• a LM317 կարգավորելի կարգավորիչ
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• a TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 տրանզիստոր
• 1N4148 դիոդ
• 17 10 μF բեւեռացված կոնդենսատորներ
• 1 μF կոնդենսատոր
• 5 100nF կոնդենսատորներ
• 680nF կոնդենսատոր
• 100 μF կոնդենսատոր
• 2.2 μF կոնդենսատոր
• 1000+µF բևեռացված կոնդենսատոր (օրինակ ՝ 4400)
• 220 μF բևեռացված կոնդենսատոր
• 0.05 μF կոնդենսատոր
• 4 100 Օմ դիմադրություն
• 1 2.2kOhms դիմադրություն
• 1 10kOhms դիմադրություն
• 1 470 Օմ դիմադրություն
• 1 1.8kOhms ռեզիդենտ
• 1 1MOhm դիմադրություն
• 1 150 Օմ դիմադրություն
• 4 1500 Օմ դիմադրություն

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ գուցե ձեզ ավելի շատ բաղադրիչներ պետք լինեն, քան սպասվում էր:

Մենք նաև խստորեն խորհուրդ ենք տալիս տիրապետել էլեկտրոնիկայի և SoC ձևավորման հիմնական գիտելիքներին, նախքան այս նախագիծը սկսելը:

Քայլ 2: Ձեռքբերման խորհուրդ

Այժմ, երբ դուք ունեք այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է, եկեք սկսենք ձեռքբերման տախտակի ստեղծմամբ: Խոսափողը հավաքում է մոտակա ձայները, այնուհետև ազդանշանը զտվում է ցածր անցման զտիչով ՝ այն նմուշառելու համար (և այդպիսով հարգել Շենոնի թեորեմը), նախքան այն ուժեղացնելը և վերջնականապես ձայնագրվել DE0- ի կողմից:

Եթե ծանոթ եք Altium Design Software- ին և մուտք ունեք PCB փորագրիչ, ապա պարզապես պետք է վերարտադրեք վերևում պատկերված սխեմատիկ պատկերը և տեղադրեք բաղադրիչները, ինչպես դա արեցինք երկրորդ նկարում: Հակառակ դեպքում, դուք կարող եք պարզապես վերստեղծել այս սխեման հացահատիկի վրա:

Երկու դեպքում էլ, Օմսում ակնհայտորեն տրված ռեզիստորների արժեքները և Ֆարադսում տրված կոնդենսատորների արժեքները հետևյալն են.

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 և R7: 100
• R3: 470
• R1 և R2: 18 (այս ռեզիստորներն օգտագործվում են ելքային լարումը կարգավորելու համար, որը պետք է լինի 2 Վ, որպեսզի այդ արժեքները ձեզ համար մի փոքր տարբերվեն)
• R8: 1.8k
• R9: 1 Մ
• R10: 150
• R11, R12, R14 և R15 ՝ 1.5 կ
• Դեկ 1: 2.2 մկմ
• Դեկտեմբեր 2: 100 մկմ
• Դեկտեմբեր 3: 100n
• Դեկտեմբերի 4: 1μ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1μ
• 15 դեկտեմբեր ՝ +1000µ (օրինակ ՝ 4400)
• C1: 10 մկմ
• C2: 1 մկմ
• C3 և C4: 100n
• C5: 1μ

Մենք ավարտեցինք ձեռքբերման խորհուրդը:

Քայլ 3. Աուդիո ելքի տախտակ

Ձայներ ձայնագրելու ունակությունը հիանալի է, բայց դրանք վերարտադրելու ունակությունն ավելի լավ է: Այսպիսով, ձեզ հարկավոր կլինի աուդիո ելքային տախտակ, որը պարզապես բաղկացած է թվային/անալոգային կերպափոխիչից, հարթեցման ֆիլտրից, հզորության ուժեղացուցիչից և բարձրախոսից:

Իհարկե, դուք դեռ կարող եք միացումը միացնել PCB- ի վրա (և տեղադրել բաղադրիչները, ինչպես ցույց է տրված երկրորդ նկարում) կամ տախտակի վրա: Երկու դեպքում էլ ահա թե՛ կոնդենսատորների, թե՛ ռեզիստորների արժեքները.

• R1 և R2: 100
• R3 և R4: լարեր
• R5: 10
• C1: 1μ
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100μ (բեւեռացված)
• C4 և C8 ՝ 100n
• C10: 0.05μ
• C11: 250 մկմ

Մենք ավարտեցինք ձայնային ելքը, ուստի եկեք անցնենք ծրագրակազմին:

Քայլ 4: Quartus նախագիծ

Ամեն ինչ պարզ պահելու համար մենք որոշեցինք սկսել «իմ առաջին hps-fpga» նախագծից, որը տրամադրված է DE0-Nano-SoC- ի հետ ներառված CD-ROM- ում: Մնում է միայն բացել այս նախագիծը և գործարկել «Հարթակի դիզայներ» կամ «Qsys» գործիքների բարից և վերարտադրել վերը նշված նախագիծը: Այնուհետև ստեղծեք դիզայնը և կազմեք Qsys- ի հետ (տե՛ս ցուցադրությունները ՝ ավելի մանրամասն):

Քայլ 5: Վայելեք:

Այժմ, երբ HDL ֆայլերը ստեղծվում են, պարզապես անհրաժեշտ է գործարկել Quartus նախագիծը: Այդ նպատակի համար միացրեք USB մալուխը DE0-Nano-Soc- ի USB միակցիչին (JTAG): Այնուհետև ընտրեք Գործիքներ> mingրագրավորում Quartus- ում: Կտտացրեք Auto Detect- ին, ապա ընտրեք երկրորդ տարբերակը: Դրանից հետո կտտացրեք FPGA սարքը (երկրորդը), այնուհետև «Փոխել ֆայլը» և ընտրեք նախկինում ստեղծված.sof ֆայլը: Վերջապես, կտտացրեք «/րագիր/կազմաձևել» վահանակին և կտտացրեք «Սկսել» կոճակին ՝ ֆայլը գործարկելու համար:

Վերջապես, վերբեռնեք հետևյալ C կոդը DE0 հիշողության մեջ: Այդ նպատակով տեղադրեք Putty համակարգչում (Linux), միացրեք տախտակը դրան Ethernet միացման միջոցով և USB մալուխը միացնելով DE0- ի USB միակցիչին (UART): Գործարկեք և կազմաձևեք Putty- ը 115200 բաուդ արագությամբ, առանց պարիտետի, մեկ բիթ կանգառի և հոսքի կառավարման կարգավորումների: Այնուհետև ձեր համակարգչի Ethernet պորտին ստիպեք ամրագրված IPv4 հասցե, մուտքագրեք «արմատ» Putty shell- ում, այնուհետև «ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX» և «գաղտնաբառ», որին հաջորդում են գաղտնաբառ: Բացեք պատյան ձեր համակարգչի վրա, գնացեք ծրագրի պահոց և մուտքագրեք «scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/»: Ի վերջո, tyեփամածիկի պատյանում մուտքագրեք «./myfirsthpsfpga»: Վայելեք: